Maz´an´ı spalovac´ıch motor˚ u J. Bittner Fakulta strojn´ıho inˇzen´ yrstv´ı, Vysok´e uˇcen´ı technick´e v Brnˇe ˇ a republika Technick´a 2, 616 69 Brno; Cesk´ ˇ anek obsahuje struˇcn´ Cl´ y slovn´ık odborn´ ych v´ yraz˚ u u ´zce spojen´ ych s mazac´ımi oleji a popis maz´an´ı dvoudob´ ych, ˇctyˇrdob´ ych a Wankelov´ ych spalovac´ıch motor˚ u. Nezbytnou souˇc´ast´ı je i popis hlavn´ıch ˇc´ast´ı mazac´ı soustavy nejuˇz´ıvanˇejˇs´ıch, tj. ˇctyˇrdob´ ych spalovac´ıch motor˚ u. D´ale je zde pˇribl´ıˇzena v´ ykonnostn´ı a viskozitn´ı klasifikace.
1
´ Uvod
2
N´ azvoslov´ı t´ ykaj´ıc´ı se motorov´ ych olej˚ u [8]
o m´ıru obsahu aromatick´ ych uhlovod´ık˚ u v oleji a urˇcuje rozpustnost z´akladov´eho oleje. Anilinov´ y bod Spalovac´ı motory proˇsly od roku 1807 velkou ˇradou m´a souvislost s bobtn´an´ım tˇesnˇen´ı. zmˇen. V tomto roce nechal Issac de Rivaz patentovat prvn´ı vozidlo poh´anˇen´e plynov´ ym spalovac´ım Antioxidanty se pouˇz´ıvaj´ı ke zlepˇsen´ı oxidaˇcn´ı st´au. N´ızk´a oxidaˇcn´ı stabilita vede ke vzniku motorem. Tv˚ urcem prvn´ıho pouˇziteln´eho plynov´e- losti olej˚ ho motoru se stal v roce 1860 belgick´ y vyn´alezce J. karbonu a urychluje korozi. Existuj´ı dva z´akladn´ı u: n´ızkoteplotn´ı antioxidanty (laJ. Etienne Lenoir. Tento vyn´alezce vyvinul asi o 3 typy antioxidant˚ u) a vysokoteplotn´ı antioxidanty (rozroky pozdˇej´ı prvn´ı spalovac´ı motor, kter´ y pouˇz´ıval paˇce radik´al˚ u). kapaln´eho paliva. V tomto obdob´ı pˇrich´az´ı na ˇradu kladaˇce peroxid˚ i nˇemeck´ y vyn´alezce N. A. Otto se sv´ ym plynov´ ym motorem. Otto v roce 1877 z´ısk´av´a patent na ˇctyˇr- Antikorodanty jsou pˇr´ısady, kter´e zvyˇsuj´ı ochranu ych a nekovov´ ych ploch. dob´ y plynov´ y motor s pˇredbˇeˇzn´ ym stlaˇcen´ım smˇesi. kovov´ Tento rok se tak´e povaˇzuje za rok vzniku ˇctyˇcdob´eˇ urˇcuje chov´an´ı oleje za n´ızk´ ych tepho spalovac´ıho motoru. Za vyn´alezce dvoudob´eho Cerpatelnost yt motoru je oznaˇcov´an skotsk´ y inˇzen´ yr Duglas Clerk. lot a vysok´e viskozity. Vyjadˇruje schopnost oleje b´ V obdob´ı vzniku spalovac´ıch motor˚ u nebylo priori- nas´av´an ˇcerpadlem a vytlaˇcov´an z nˇeho. tou spr´avn´e spalov´an´ı bez exhalac´ı, ale funkˇcnost atory kov˚ u jsou aditiva, kter´a zabraˇ nuj´ı samotn´eho motoru. Jak plynul ˇcas, st´avala se funk- Deaktiv´ ym reakc´ım, jeˇz prob´ıhaj´ı na povrchu mikˇcnost samozˇrejmost´ı, a tak se zaˇcal kl´ast d˚ uraz na chemick´ ych kovov´ ych ˇc´asteˇcek pˇr´ıtomn´ ych v mazitrvanlivost, bezporuchov´ y provoz, exhalace a v ne- roskopick´ posledn´ı ˇradˇe na ekologii. Vˇsechny zmiˇ novan´e poˇza- vu (ocel, mˇed’). T´ım je zpomaleno tzv. st´arnut´ı madavky maj´ı u ´zkou souvislost s konstrukc´ı motor˚ u, ziva. zp˚ usoby maz´an´ı a sloˇzen´ım olej˚ u. Depresanty jsou pˇr´ımˇesi sniˇzuj´ıc´ı teplotu tuhnut´ı. Detergenty jsou aditiva pˇrid´avan´e do oleje. C´ılem je potlaˇcen´ı tvorby vysokoteplotn´ıch usazenin, zamezit korozn´ımu opotˇreben´ı a zajistit ochranu proti vzniku koroze v motoru.
Aditiva jsou l´atky pˇrid´av´any do z´akladov´eho oleje. C´ılem je zlepˇsen´ı jeho vlastnost´ı.
Karbonizaˇ cn´ı zbytek urˇcuje mnoˇzstv´ı karbonu, jeˇz vznikne pˇri odpaˇren´ı odpaˇriteln´ ych ˇc´ast´ı oleje po Anilinov´ y bod je hodnota nejniˇzˇs´ı teploty, pˇri kte- karbonizaci bez pˇr´ıstupu vzduchu. Je vyj´adˇren v r´e je olej dokonale rozpustn´ y v anilinu. Jedn´a se hmotnostn´ıch procentech.
1
Mazivostn´ı pˇ r´ısady (modifik´atory tˇren´ı) jsou l´at- pˇri kter´e olej pˇrest´av´a t´ect. Charakterizuje schopky, kter´e tvoˇr´ı u ´nosnˇejˇs´ı mazac´ı filmy s n´ızk´ ymi hod- nost oleje t´ect. notami souˇcinitele tˇren´ı. Teplota vzplanut´ı (bod vzplanut´ı) je nejniˇzˇs´ı moˇzych podm´ınek vyvine Multigr´ adn´ı oleje (v´ıcerozsahov´e oleje) jsou mo- n´a teplota, pˇri n´ıˇz olej za urˇcit´ torov´e a pˇrevodov´e oleje, kter´e splˇ nuj´ı viskozitn´ı po- p´ary, kter´e vzplanou a opˇet zhasnou. Teplota vzplaˇzadavky jedn´e a v´ıce viskozitn´ıch tˇr´ıd SAE. Pouˇz´ı- nut´ı je ve ◦ C. U bˇeˇznˇe pouˇzit´ ych olej˚ u m˚ uˇze sn´ıˇzen´ı vaj´ı se v ˇsirok´em tepeln´em rozmez´ı. teploty vzplanut´ı poukazovat na jeho naˇredˇen´ı palivem. Protipˇ enivostn´ı pˇ r´ısady potlaˇcuj´ı vznik pˇeny, kter´ıdy SAE klasifikuj´ı oleje podle viskozity. r´a sniˇzuje stabilitu oleje, a t´ım i zhorˇsuje mazivost. Tˇ Pˇenˇen´ı oleje je zapˇr´ıˇcinˇeno pohlcov´an´ım vzduchu, (SAE - Society of Automotive Engineers) ˇc´ımˇz doch´az´ı k naruˇsen´ı pˇrilnavosti a citlivosti mazac´ıho filmu. Tyto pˇr´ısady jsou u ´ˇcinn´e jiˇz v n´ız- Viskozita (,,vazkost”) je veliˇcina, kter´a charakterik´ ych koncentrac´ıch. Do motorov´ ych olej˚ u se pouˇz´ı- zuje olej. Je m´ırou vnitˇrn´ıho tˇren´ı, kter´ ym tekutina vaj´ı pˇr´ısady silikonov´eho typu. p˚ usob´ı proti vnitˇrn´ım sil´am, resp. je m´ırou odolnosti tekutin v˚ uˇci jejich teˇcen´ı. Pˇ rilnavostn´ı pˇ r´ısady zabraˇ nuj´ı odstˇriku maziva a zvˇetˇsuj´ı jeho pˇrilnavost k povrchu. Vyuˇz´ıv´a se Vysokotlak´ e pˇ r´ısady (EP - Extr´eme Presuje) posvysokomolekul´arn´ıch polyalken˚ u a polybuten˚ u. kytuj´ıc´ı u ´ˇcinnou ochranu motoru. Pracuj´ı v oblasti mezn´eho tˇren´ı. Chemicky reaguj´ı s kovov´ ym povrSaze jsou mal´e ˇc´asteˇcky vznikaj´ıc´ı nedokonal´ ym chem, a t´ım vytv´aˇrej´ı film, kter´ y zabraˇ nuje konspalov´an´ım paliv. Jsou tvoˇreny uhl´ıkem a za velmi taktu kovu se spoluzab´ıraj´ıc´ım prvkem i ve stavu, kr´atkou dobu mˇen´ı barvu ˇcerstv´eho oleje . Saze maj´ı kdy dojde k poruˇsen´ı olejov´eho filmu. kulov´ y tvar. Shlukuj´ı se do vˇetˇs´ıch celk˚ u. Tyto skupiny saz´ı nemaj´ı zdaleka takovou velikost, aby byly Viskozitn´ı pˇ r´ısady (viskozitn´ı modifik´atory-VM) zachyceny filtry. Hromad´ı se v motorov´em oleji, kde jsou aditiva, jeˇz zlepˇsuj´ı viskozitnˇe teplotn´ı charakzapˇr´ıˇciˇ nuj´ı zv´ yˇsen´ı viskozity oleje. Dalˇs´ım negativ- teristiku oleje. Zajiˇst’uj´ı relativnˇe konstantn´ı visn´ım vlivem je zv´ yˇsen´e opotˇreben´ı ˇc´ast´ı motoru. Na- kozitu za r˚ uzn´ ych teplot. Mezi hlavn´ı viskozitn´ı pˇr´ır˚ ust´a t´ım pracovn´ı teplota a tˇren´ı. sady patˇr´ı polymetakryl´aty, olefinick´e kopolymery a styrendienov´e kopolymery. Stˇ rihov´ a stabilita je odolnost oleje v˚ uˇci mechanick´emu rozˇstˇepen´ı visk´ozn´ıch pˇr´ısad tvoˇren´ ych vy- Viskozitn´ı index vyjadˇruje z´avislost viskozity oleje sokomolekul´ arn´ımi l´atkami s dlouh´ ymi ˇretˇezci. Tyto na teplotˇe. Oleje s niˇzˇs´ım viskozitn´ım indexem maj´ı ˇretˇezce molekul se mechanick´ ym nam´ah´an´ım oleje m´enˇe pˇr´ıznivˇejˇs´ı pr˚ ubˇeh viskozitnˇe teplotn´ı z´avislosrozb´ıj´ı a ztr´acej´ı tak schopnost udrˇzen´ı viskozity ti neˇz oleje s vyˇsˇs´ım viskozitn´ım indexem. oleje. Stˇrihov´a stabilita je definov´ana indexem SSI. ˇ ım vyˇsˇs´ı je ˇc´ıslo indexu, t´ım m´a olej niˇzˇs´ı stˇrihovou Z´ C´ akladov´ y olej je ˇcist´ y ropn´ y olej z´ıskan´ y desstabilitu. tilac´ı, rafinac´ı, odparaf´ınov´an´ım a hydrogenaˇcn´ım doˇciˇstˇen´ım ropy. Jde o polotovar, do kter´eho se pˇriTAN (Total Acid Number) je ˇc´ıslo kyselosti, kter´e d´avaj´ı aditiva. charakterizuje obsah kysel´ ych pod´ıl˚ u. Tyto ˇc´astice se do oleje dost´avaj´ı ze spalin nebo jako produkty Z´ akladn´ı funkce olej˚ u oxidace motorov´eho oleje. Pˇri provozu oleje nesm´ı 3 rostouc´ı hodnoty TAN pˇrekroˇcit hodnotu TBN noˇ Touto problematikou se zab´ yv´a J. Cern´ y [2]. Hlavv´eho oleje. n´ı vlastnost´ı motorov´eho oleje je schopnost mazat. Tuto vlastnost nen´ı kupodivu nijak n´aroˇcn´e z´ıskat. TBN (Total Base Number) je ukazatelem alkalicTakovou schopnost m´a jiˇz z´akladov´ y olej jak ropn´ y, k´e rezervy motorov´eho oleje. Alkalick´e sloˇzky maj´ı tak i syntetick´ y. Je tak´e spousta dalˇs´ıch parametr˚ u, schopnost neutralizovat kyseliny vznikl´e pˇri spalokter´e mus´ı motorov´ y olej splˇ novat. A to napˇr´ıklad v´an´ı a oxidaci motorov´eho oleje. chr´anit motor proti korozi, udrˇzovat motor v ˇcistotˇe, udrˇzovat si svou oxidaˇcn´ı stabilitu a sluˇcitelnost Teplota tuhnut´ı je nejniˇzˇs´ı moˇzn´a hodnota ve ◦ C, s plasty, vymezovat provozn´ı v˚ ule, zajiˇst’ovat dobr´ y 2
odvod tepla ze souˇc´ast´ı jako je napˇr´ıklad p´ıst, ˇs´alky kluzn´ ych loˇzisek apod. L´atky, kter´e zajiˇst’uj´ı v´ yˇse popsan´e vlastnosti, se naz´ yvaj´ı aditiva. Mnoˇzstv´ı pˇr´ımˇes´ı mus´ı b´ yt vyv´aˇzen´e a ˇz´adn´a z vlastnost´ı by nemˇela b´ yt upˇrednostˇ nov´ana na u ´kor jin´e. C´ılem motorov´eho oleje je zajistit spr´avnou funkˇcnost motoru po nejdelˇs´ı moˇznou dobu.
4
Typy maz´ an´ı spalovac´ıch motor˚ u
S´eriovˇe vyr´abˇen´e spalovac´ı motory m˚ uˇzeme rozdˇelit do tˇr´ı z´akladn´ıch skupin, a to na dvoudob´e, ˇctyˇrdob´e a Wankelovy motory s krouˇziv´ ym pohybem p´ıstu. U kaˇzd´eho z tˇechto typ˚ u se v´ yraznˇe liˇs´ı zp˚ usob maz´a- Obr´azek 1: Sch´ema dvoudob´eho spalovac´ıho mon´ı. toru. V)v´yfukov´y kan´ al, S)sac´ı kan´ al, P)pˇrepouˇstˇec´ı ka4.1 Dvoudob´ e motory n´ al; lit.[5] jsou maz´any smˇes´ı (benz´ın-olej), tzv. ztr´atov´ y zp˚ usob maz´an´ı. Toto ˇreˇsen´ı je zˇrejm´e. Smˇes je nas´av´ana do klikov´e skˇr´ınˇe, kde zajiˇst’uje maz´an´ı vˇetˇsinou valiv´ ych loˇzisek klikov´e hˇr´ıdele, ˇcepu p´ıstu, ojnice a samotn´eho povrchu v´alce. Dalˇs´ı moˇznost´ı je pˇr´ıvod oleje pˇr´ımo k loˇzisk˚ um a problematicky mazan´ ym m´ıst˚ um. Rauscher [3] popisuje smˇes benz´ınu s kapiˇckami oleje, kter´e vyplˇ nuj´ı cel´ y objem paliva. Jedn´a se o smˇes speci´aln´ıho oleje urˇcen´eho pro spalov´an´ı a benz´ınu nejˇcastˇeji v pomˇeru 1:25 aˇz 1:33 podle Siegla [6] a 1:30 aˇz 1:100 podle Rauschera [3]. Ve skuteˇcnosti je limituj´ıc´ım faktorem mnoˇzstv´ı oleje v benz´ınu typ pouˇzit´eho loˇziska v hlavˇe ojniˇcn´ıho oka. Pokud je loˇzisko kluzn´e (bronzov´e pouzdro), pak je daleko n´aroˇcnˇejˇs´ı zajistit jeho dobr´e maz´an´ı. Pakliˇze je pouˇzito loˇzisko valiv´e (jehlov´e), m˚ uˇze b´ yt pomˇer oleje a benz´ınu aˇz zmiˇ novan´ ych 1:100. Ostatn´ı loˇziska jsou v naprost´e vˇetˇsinˇe pˇr´ıpad˚ u valiv´a, a tud´ıˇz nejsou br´ana jako limituj´ıc´ı faktor. Stˇena v´alce se sm´aˇc´ı vcelku dobˇre, tud´ıˇz nutnost jej´ıho maz´an´ı nen´ı tak´e limituj´ıc´ı. Z´asluhu na pouˇzit´ı smˇesi o v´ yˇse zmiˇ novan´em pomˇeru oleje a benz´ınu maj´ı nejen konstrukt´eˇri, jeˇz st´ale zpˇresˇ nuj´ı a zkvalitˇ nuj´ı v´ yrobu, ale i tzv. olejov´ı inˇzen´ yˇri. Jakost oleje je jedn´ım z nejd˚ uleˇzitˇejˇs´ıch parametr˚ u. Rauscher [3] popisuje zajiˇstˇen´ı tvorby kapiˇcek ,,Rozpt´ ylen´ım oleje v palivu v palivov´e n´adrˇzi, d´avkovac´ım ˇcerpadlem do proudu nas´avan´e smˇesi paliva se vzduchem, d´avkovac´ım ˇcerpadlem k mazan´ ym m´ıst˚ um.” V dneˇsn´ı dobˇe se tyto typy motor˚ u vyuˇz´ıvaj´ı zejm´ena v mal´e mechanizaci, tj motorov´e kosy, pily, sekaˇcky apod. Vyuˇzit´ı nach´azej´ı tak´e u motorov´ ych ˇclun˚ u, motork˚ u leteck´ ych model˚ u, mal´ ych a z´avodn´ıch moto-
cykl˚ u. Podle Siegla [6] zp˚ usob maz´an´ı u dvoutaktn´ıch motor˚ u selh´av´a pˇri volnobˇeˇzn´em chodu a pˇri dlouhodob´em brzdˇen´ı motorem. Naopak Rauscher [3] tvrd´ı, ˇze za tˇechto podm´ınek je motor pˇremaz´av´an.
4.2
ˇ rdob´ Ctyˇ e motory
maj´ı na rozd´ıl od motor˚ u dvoudob´ ych oddˇelenou mazac´ı a palivovou soustavu. Tento zp˚ usob maz´an´ı je moˇzn´ y, jelikoˇz se palivo nenas´av´a do klikov´e skˇr´ınˇe, tj. do oblasti pod p´ıstem. K zamezen´ı pr˚ uniku paliva do klikov´e skˇr´ınˇe a naopak oleje z klikov´e skˇr´ınˇe do spalovac´ıho prostoru slouˇz´ı p´ıstn´ı krouˇzky. Konstrukce krouˇzk˚ u je odvisl´a od typu motoru, avˇsak z´akladn´ı jsou tˇesn´ıc´ı a st´ırac´ı p´ıstn´ı krouˇzky. Vlk [1] popisuje problematiku spojenou s tˇesn´ıc´ımi vlastnostmi p´ıstn´ıch krouˇzk˚ u. Velk´ y probl´em nast´av´ au starˇs´ıch motor˚ u, kter´e maj´ı dr´aˇzky v p´ıstu vytluˇcen´e. Doch´az´ı tak k tzv. ˇcerpac´ımu efektu, kdy je pohybem p´ıstu z horn´ı do doln´ı u ´vratˇe olej pˇreˇcerp´av´an do spalovac´ıho prostoru. Tento proces vede ke zv´ yˇsen´ı spotˇreby oleje a zv´ yˇsen´ı emis´ı ve v´ yfukov´ ych plynech. Nezahˇr´at´ y olej, tedy s vyˇsˇs´ı viskozitou, zapˇr´ıˇciˇ nuje vznik vˇetˇs´ıho mnoˇzstv´ı usazenin ve spalovac´ım prostoru. Problematika pˇreˇcerp´av´an´ı oleje je zn´azornˇena na obr´azku 2. Mezi tˇrec´ımi plochami m˚ uˇze doch´azet k mezn´emu (polosuch´emu) nebo kapalinn´emu tˇren´ı. Ke kapalinn´emu tˇren´ı doch´az´ı, pokud jsou relativn´ı ot´aˇcky hˇr´ıdel´ı takov´e, ˇze olej pronikne kl´ınovou dr´aˇzkou do zat´ıˇzen´e ˇc´asti loˇziska.
3
Dalˇs´ı nutnou podm´ınkou je jak´ ymkoli zp˚ usobem, at’ jiˇz tlakov´ ym maz´an´ım nebo rozstˇrikem, zajistit pˇr´ıvod maziva k loˇzisku. Vlk [1] popisuje umoˇznˇen´ı mezn´eho tˇren´ı pomoc´ı pol´arn´ıch molekul miner´aln´ıho oleje. Tyto molekuly jedn´ım koncem pˇrilnou ke kovov´emu povrchu a spolu s voln´ ymi molekulami oleje vytvoˇr´ı mezn´ı vrstvu. Za t´eto situace je mezi plochami mikroskopick´a vrstva maziva a v nejzat´ıˇzenˇejˇs´ıch m´ıstech doch´az´ı tak´e ke styku kovov´ ych povrch˚ u. V tˇechto m´ıstech tak´e doch´ az´ı k nejvˇetˇs´ımu tˇren´ı, opotˇreben´ı a v neposledn´ı ˇredˇe zahˇr´ıv´an´ı. K mezn´emu tˇren´ı doch´az´ı na kovov´ ych ploch´ach, tj. v´alce motoru, zdvih´atka ventilu, vaˇcky apod., kter´e nejsou tlakovˇe maz´any a jsou maz´any rozstˇrikem. U kluzn´ ych loˇzisek klikov´e hˇr´ıdele, vaˇckov´e hˇr´ıdele apod. doch´az´ı k tomuto zp˚ usobu tˇren´ı pˇri rozbˇehu a dobˇehu. Tuto dobu maj´ı za u ´kol pˇreklenout materi´aly pouˇzit´e v loˇzisc´ıch, resp. v tzv. ˇs´alc´ıch. U ˇctyˇrdob´ ych motor˚ u je nˇekolik zp˚ usob˚ u maz´an´ı.
zp˚ usob odvodu tepla a prakticky ˇz´adn´a moˇznost ˇciˇstˇen´ı oleje v pr˚ ubˇehu provozu. Toto jsou tak´e d˚ uvody proˇc se od mazac´ı soustavy vyuˇz´ıvaj´ıc´ı pouze rozstˇriku olej upustilo.
Obr´azek 3: Rozstˇrikovac´ı maz´ an´ı. lit.[6]
4.2.2
Siegl [6] se tak´ e zmiˇ nuje o tzv. vrchn´ım maz´ an´ı
Jde sp´ıˇse o podpurn´ y zp˚ usob u ˇctyˇrdob´ ych motor˚ u pˇri z´abˇehu, nebo u vysoce zatˇeˇzovan´ ych motor˚ u. Pouˇz´ıvaj´ı se oleje urˇcen´e ke spalov´an´ı, kter´e se m´ıs´ı s benz´ınem v pomˇeru 1:400. V dneˇsn´ı dobˇe se jiˇz nepouˇz´ıv´a.
ˇ an´ı oleje vlivem v˚ Obr´azek 2: Cerp´ ule mezi p´ıstn´ımi krouˇzky a dr´ aˇzkami. lit.[1] 4.2.3
4.2.1
Tlakov´ e maz´ an´ı (cirkulˇ cn´ı)
je v dneˇsn´ı dobˇe jedin´ ym pouˇz´ıvan´ ym zp˚ usobem maz´an´ı spalovac´ıch motor˚ u, kter´e je doplnˇeno jiˇz v´ yˇse zmiˇ novan´ ym rozstˇrikovac´ım maz´an´ım. Z m´ıst mazan´ ych tlakovˇe se uvolˇ nuje olej, kter´ y slouˇz´ı k maz´an´ı stˇen v´alc˚ u, ˇcep˚ u p´ıst˚ u, vaˇcek apod. Podle toho zda m´a motor z´asobu oleje v klikov´e skˇr´ın´ı, nebo ve zvl´aˇstn´ı n´adrˇzce, lze soustavu rozdˇelit na syst´em se suchou klikovou skˇr´ın´ı a s mokrou klikovou skˇr´ın´ı (podle Rauschera [3]), resp. tlakov´e maz´an´ı z n´adrˇze a tlakov´e maz´an´ı z klikov´e skˇr´ınˇe (podle Pil´arika, Pabsta [5]). Tlakov´ e maz´ an´ı se suchou klikovou skˇ r´ın´ı Princip funkce spoˇc´ıv´a v nas´av´an´ı oleje, vˇetˇsinou
Maz´ an´ı rozstˇ rikem
je v dneˇsn´ı dobˇe t´emˇeˇr zapomenut´e. Jde o jednoduch´ y zp˚ usob, kdy je olej z klikov´e skˇr´ınˇe nab´ır´an lopatkami na ˇs´alc´ıch ojnice, a t´ım je vrh´an na vnitˇrn´ı stranu klikov´e skˇr´ınˇe, kde se rozpraˇsuje. Kapiˇcky oleje pak maj´ı moˇznost proniknout aˇz ke stˇenˇe v´alc˚ u a k p´ıstn´ım krouˇzk˚ um. Pˇres lopatky se dostane tak´e na samotn´ y ˇcep klikov´e hˇr´ıdele. Tento zp˚ usob je velmi jednoduch´ y, ale m´a tak´e spoustu nev´ yhod: pˇri vysok´ ych ot´aˇck´ach selh´av´a maz´an´ı, nedokonal´ y 4
zubov´ ym ods´avac´ım ˇcerpadlem, pˇres hrub´ y ˇcistiˇc z oddˇelen´e odvˇetr´avan´e n´adrˇzky. D˚ uvodem odvˇetr´av´an´ı je zbaven´ı se plyn˚ u ze zbytk˚ u paliva a zpˇenˇen´eho oleje, jeˇz se dostaly do n´adrˇzky za pomoc´ı vˇetˇsinou opˇet zubov´eho ˇcerpala z olejov´e vany. Nˇekdy jsou pouˇzita obˇe ˇcerpadla jako jedena strojn´ı souˇc´ast. Olej je d´ale dopravov´an do mazac´ıho syst´emu. Tento popis je uveden v dalˇs´ım odstavci, jelikoˇz je analogick´ y s maz´an´ım s mokrou klikovou skˇr´ın´ı. Rauscher [3] ˇr´ık´a, ˇze urˇcuj´ıc´ımi parametry mnoˇzstv´ı mazac´ıho oleje v n´adrˇzce, resp. v cel´em syst´emu, jsou teplota, kter´a by nemˇela pˇrekroˇcit v n´adobce hodnotu 120◦ C a ˇzivotnost olejov´e n´aplnˇe, kter´a je omezena oxidac´ı, ub´ yv´an´ım detergent˚ u atd. Tento zp˚ usob maz´an´ı se vyuˇz´ıv´a zejm´ena u tˇeˇzk´e techniky, traktor˚ u, z´avodn´ıch vozidel, letoun˚ u apod. Hlavn´ım d˚ uvodem uˇzit´ı takov´eto mazac´ı soustavy je zajiˇstˇen´ı stoprocentn´ıho nas´av´an´ı oleje. Jde o pˇr´ıpady velk´eho nakl´anˇen´ı, akcelerace a decelerace. Schematick´ y n´akres mazac´ı soustavy se suchou klikovou skˇr´ın´ı je uveden na obr´azku 4.
ˇcistiˇc um´ıstˇen´ y na sac´ım koˇsi m´a za u ´kol zabr´anit vniknut´ı velk´ ych neˇcistot do ˇcerpadla, kter´e by ho mohly poˇskodit. Z ˇcerpadla poh´anˇen´eho klikovou hˇr´ıdel´ı je olej vytlaˇcov´an pˇres jemn´ y olejov´ y filtr, pojistn´ y omezovac´ı ventil a popˇr. chladiˇc oleje do soustavy maz´an´ı motoru. Vlk [1] rozdˇeluje jemn´e ˇcistiˇce oleje podle um´ıstˇen´ı na plnopr˚ utokov´e a obtokov´e. Plnopr˚ utokov´ y ˇcistiˇc je um´ıstˇen´ y pˇred mazac´ımi m´ısty a tud´ıˇz ˇcist´ı olej, jeˇstˇe neˇz zaˇcne plnit mazac´ı funkci. Pokud se filtr zanese natolik, ˇze nen´ı schopen vykon´avat svou funkci, pˇrich´az´ı na ˇradu pojistn´ y pˇrepouˇstˇec´ı ventil, kter´ y je um´ıstˇen pˇr´ımo ve filtru. Ten se otevˇre a umoˇzn´ı tak pr˚ uchod nevyˇciˇstˇen´eho oleje k mazac´ım m´ıst˚ um. U obtokov´eho ˇcistiˇce je olej nejprve pˇriveden k mazac´ım m´ıst˚ um a odtud se 5 aˇz 10 % vrac´ı pˇres ˇcistiˇc zpˇet do spodn´ıho v´ıka. Z˚ ust´avaj´ıc´ıch 90 aˇz 95 % se vrac´ı do spodn´ıho v´ıka rozstˇrikem od kluzn´ ych loˇzisek bez pˇreˇciˇstˇen´ı, pˇritom jeˇstˇe zajiˇst’uje maz´an´ı hlavn´ıch valiv´ ych loˇzisek. Dalˇs´ı ˇcasto pouˇz´ıvan´ y syst´em je kombinovan´ y. Jedn´a se o oba typy filtr˚ u dohromady. ˇ stˇen´ı je tak daleko efektivnˇejˇs´ı a zaruˇcuje zv´ Ciˇ yˇsenou ochranu pˇred opotˇreben´ım. Pojistn´ y omezovac´ı ventil je vyuˇz´ıv´an zejm´ena pˇri a po zpuˇstˇen´ı motoru, kdy je olej studen´ y a t´ım i visk´ozn´ı. Zabraˇ nuje tak hust´emu oleji ,,pˇretlakovat” soustavu. Pˇri pˇrekroˇcen´ı nastaven´e tlakov´e meze dojde pomoc´ı omezovac´ıho ventilu k pˇrepuˇstˇen´ı oleje zpˇet do spodn´ıho v´ıka. Za t´ımto ventilem je tak´e um´ıstˇeno tlakov´e ˇcidlo pro kontrolku tlaku oleje um´ıstˇenou na pˇr´ıstrojov´e desce. Odtud je olej rozv´adˇen pˇres hlavn´ı mazac´ı kan´al ke klikov´e a vaˇckov´e hˇr´ıdeli. Tyto hˇr´ıdele jsou opatˇreny v´ yvrty, kter´e olej rozv´ad´ı pˇr´ımo ke kluzn´ ym loˇzisk˚ um. Rauscher [3] d´ale popisuje, jak se vyuˇz´ıv´a tlaku oleje k nezbytn´emu chlazen´ı p´ıstu, a to n´astˇrikem dna p´ıstu (u m´enˇe zatˇeˇzovan´ ych motor˚ u) a vstˇrikem oleje do chlad´ıc´ıch kan´al˚ u v hlavˇe p´ıstu (u v´ıce zatˇeˇzovan´ ych motor˚ u). U velk´ ych znaˇcnˇe nam´ahon´ ych dieslov´ ych motor˚ u b´ yv´a pouˇzito nez´avisl´e olejov´e ˇcerpadlo, jeˇz je obvikle poh´anˇeno elektromotorem. Slouˇz´ı k zajiˇstˇen´ı promaz´an´ı studen´eho motoru pˇred samotn´ ym startem. Je nutno podotknout, ˇze u motor˚ u s mokrou klikovou skˇr´ın´ı nesm´ı chybˇet tzv. olejov´a mˇerka, kter´a slouˇz´ı ke kontrole mnoˇzstv´ı oleje ve spodn´ım v´ıku motoru.
Obr´azek 4: Sch´ema maz´ an´ı se suchou klikovou skˇr´ın´ı. lit.[3] Tlakov´ e maz´ an´ı s mokrou klikovou skˇ r´ın´ı Jde o nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ı zp˚ usob maz´an´ı ˇctyˇrdob´ ych spalovac´ıch benz´ınov´ ych i dieselov´ ych motor˚ u. Z´asobn´ıkem oleje je spodn´ı v´ıko, tzv. olejov´a vana, kde se mazivo shromaˇzd’uje a chlad´ı. Vlk [1] uv´ad´ı, ˇze vany vyr´abˇen´e z lehk´ ych kov˚ u maj´ı na sv´e spodn´ı stranˇe ˇzebra, kter´a slouˇz´ı pr´avˇe ke zefektivnˇen´ı chlazen´ı oleje. U vˇetˇs´ıch motor˚ u je vana rozdˇelena pˇr´ıˇckami, jeˇz zabraˇ nuj´ı pˇrel´ev´an´ı oleje z oblasti sac´ıho koˇse. V dneˇsn´ı dobˇe je tak´e kladen d˚ uraz na tvar spodn´ıho v´ıka a polou sac´ıho koˇse v˚ uˇci nˇemu. D˚ uvodem je zajiˇstˇen´ı jeho stoprocentn´ıho ponoˇren´ı a t´ım i neumoˇznˇen´ı nas´at´ı vzduchu, kter´e by vedlo k neˇz´adouc´ımu zavzduˇsnˇen´ı soustavy. Ze spodn´ıho v´ yka je olej nas´av´an ˇcerpadlem pˇres hrub´ y ˇcistiˇc. Hrub´ y
Prvky mazac´ıho syst´ emu jsou pˇrehlednˇe pops´any Vlkem [1] a Rauscherem [3]. Olejov´ aˇ cerpadla pouˇz´ıvan´a u ˇctyˇcdob´ ych spalovac´ıch motor˚ u mus´ı b´ yt schopna zajistit poˇzadovan´ y tlak v mazac´ı soustavˇe. K tomu m˚ uˇze b´ yt vyuˇzito zubov´e olejov´e ˇcerpadlo, olejov´e ˇcerpadlo s vnitˇrn´ım
5
Obr´azek 5: Tlakov´e obˇehov´e maz´ an´ı s mokrou Obr´azek 6: Schematick´y n´ akres zubov´eho ˇcerpadla. skˇr´ın´ı. lit.[3] 1)pˇretlakov´y ventil, 2)ˇcistiˇc oleje, 3)zubov´e ˇcerpadlo, 4)od hlavn´ıho loˇziska klikov´e hˇr´ıdele k ojniˇcn´ımu loˇzisku, 5)sac´ı koˇs s hrub´ym ˇcistiˇcem, 6)hlavn´ı kolejov´y kan´ al, 7)zpˇetn´y odtok oleje do klikov´e skˇr´ınˇe, 8)mazac´ı kan´ al loˇzisek vaˇckov´e hˇr´ıdele; lit.[3]
ozuben´ım a nebo trochoidn´ı ˇcerpadlo. Zp˚ usob pohonu se liˇs´ı typem motoru. Pokud jde o motor s rozvodem OHC popˇr. DOHC, je funkce ˇcerpadla zajiˇstˇena v´aleˇckov´ ym ˇretˇezem nebo ozuben´ ym ˇremenem. Motory s rozvodem OHV maj´ı pohon ˇcerpadla realizov´an pravo´ uhl´ ym pˇrevodem od vaˇckov´e hˇr´ıdele. Olejov´e ˇcerpadlo zubov´e s vnitˇrn´ım nebo vnˇejˇs´ım ozuben´ım je nejˇcastˇeji pouˇz´ıv´ano v soudob´em vozov´em parku. Princip spoˇc´ıv´a v nas´av´an´ı oleje mezi zuby a stˇenu ˇcerpadla. Olej dopravovan´ y mezi zuby je u ,,v´ ystupu” vytlaˇcov´an spoluzab´ıraj´ıc´ım hnan´ ym kolem d´ale do soustavy. Tento princip je zˇrejm´ y z obr´azku 6. Zubov´a ˇcerpadla maj´ı co nejm´enˇe zub˚ u a t´ım i silnˇe korigovan´a soukol´ı. Trochoidn´ı ˇcerpadla se skl´adaj´ı z vnitˇrn´ıho poh´anˇen´eho a vnˇejˇs´ıho nepoh´anˇen´eho kola. Vnitˇrn´ı kolo m´a vˇzdy pouze o jeden zub m´enˇe neˇz kolo vnˇejˇs´ı a je v˚ uˇci kolu vnˇejˇs´ımu tak´e vyoseno stejnˇe jako u zubov´eho ˇcerpadla s vnitˇrn´ım ozuben´ım. Princip funkce je jednoduˇse pochopiteln´ y z obr´azku 7. Tento princip funkce jednoznaˇcnˇe popisuje Rauscher [3]. ,,V poloze 1 se za zubem oznaˇcen´ ym ˇc´arkou postupnˇe zvˇetˇsuje objem. Z vybr´an´ı v ˇceln´ı ploˇse je do tohoto prostoru nas´av´an olej. V poloze 2 je st´ale nas´av´an do objemu za oznaˇcen´ ym zubem olej. V poloze 3 je dosaˇzena maxim´aln´ı velikost objemu a pˇri dalˇs´ım ot´aˇcen´ı se jiˇz objem zmenˇsuje a nast´av´a v´ ytlak, poloha 4.” Trochoidn´ı ˇcerpadla maj´ı v´ yhodu vyˇsˇs´ıho dopravn´ıho v´ ykonu. V praxi existuj´ı jeˇstˇe
Obr´azek 7: Schematick´y n´ akres ˇcinnosti trochoidn´ıho ˇcerpadla. lit.[3]
dalˇs´ı typy napˇr. ˇcerpadlo Gerotor, Doucentric. Olejov´a ˇcerpadla se jen m´alo opotˇrebov´avaj´ı, a tud´ıˇz nevyˇzaduj´ı zvl´aˇstn´ı u ´drˇzbu. Pokud dojde k poruˇse nˇekter´e z ˇc´ast´ı, pak je tˇreba vymˇenit cel´e ˇcerpadlo. Opravy jednotliv´ ych d´ıl˚ u se nevypl´ac´ı. Zˇredˇen´ y olej palivem, n´ızk´a hladina oleje, poruˇsen´ y pˇretlakov´ y ventil, prosakov´an´ı oleje pˇri obˇehu, z´avada na olejov´em ˇcerpadle, zanesen´e olejov´e s´ıtko apod. popisuje Vlk [1] jako nedostatky, kter´e zp˚ usobuj´ı n´ızk´ y tlak oleje v soustavˇe. Na druhou stranu pˇr´ıliˇs vysok´ y tlak je zapˇr´ıˇcinˇen vysokou hladinou oleje ve spodn´ım v´ yku, poruchou pˇretlakov´eho ventilu, ucp´an´ım kan´alu pro pˇr´ıvod oleje, zanesen´ım olejov´eho filtru atd. Chladiˇ ce oleje jsou vyuˇz´ıv´any u motor˚ u v´ıce na6
m´ahan´ ych nebo chlazen´ ych vzduchem. Jedn´a se zejm´ena o velk´e n´akladn´ı automobily a stroje pro zemn´ı pr´ace, kde je pojezdov´a rychlost ne´ umˇernˇe n´ızk´a v˚ uˇci zat´ıˇzen´ı. Pˇr´ıpadn´e vyuˇzit´ı je u osobn´ıch automobil˚ u s motorem vzadu. Tyto chladiˇce jsou konstrukˇcnˇe obdobou chladiˇc˚ u motor˚ u chlazen´ ych kapalinou . Teplo m˚ uˇze b´ yt z chladiˇce oleje odv´adˇeno proudem vzduchu, u m´enˇe zatˇeˇzovan´ ych motoru, a nebo kapalinou. Kapalina odv´adˇej´ıc´ı teplo z olejov´eho chladiˇce je tekutinou chladiva motoru. U osobn´ıch a mal´ ych n´akladn´ıch automobil˚ u se olej chlad´ı ve spodn´ım v´ıku, jeˇz om´ıl´a proud vzduchu. Rauscher [3] popisuje moˇznost pˇripojen´ı olejov´eho chladiˇce, v pˇr´ıpadˇe nutnosti, mezi p˚ uvodn´ı olejov´ y filtr a blok motoru. Jde o pˇr´ıpad, kdy stroj pracuje v n´aroˇcn´ ych podm´ınk´ach a nedok´aˇze se ochladit ,,standardn´ım” zp˚ usobem. V´ıce je zˇrejm´e z obr´azku 8.
toru, coˇz nesm´ı nastat. Rauscher [3] rozdˇeluje filtry podle velikosti zachycovan´ ych ˇc´astiˇcek na: a) hrub´e-zachycuj´ı ˇc´astice > 40µm, b) jemn´e-zachycuj´ı ˇc´astice > 1 − 2µm, podle zapojen´ı filtr˚ u na: a) plnopr˚ utokov´e filtry-proud´ı jimi vˇsechen olej dod´avan´ y ˇcerpadlem do mazac´ıho syst´emu, b) obtokov´e filtry-ˇcist´ı ˇc´ast oleje dod´avan´eho ˇcerpadlem cca. 10 % a podle konstrukˇcn´ıho proveden´ı na: a) ˇstˇerbinov´e - rozmˇer ˇc´astic, kter´e jsou zachycov´any, je definov´an velikost´ı ˇstˇerbiny mezi jednotliv´ ymi filtraˇcn´ımi elementy, b) objemov´e - ˇc´astice jsou zachycov´any napˇr. plstˇen´ ym v´aleˇckem, c) s pap´ırovou filtraˇcn´ı vloˇzkou - v dneˇsn´ı dobˇe jsou pouˇz´ıv´any v´ yhradnˇe tyto typy filtr˚ u, d) odstˇrediv´e filtry - vlivem odstˇrediv´e s´ıly jsou zachycov´any ˇc´astice o vyˇsˇs´ı hustotˇe, neˇz m´a olej.
4.3
Wankel˚ uv motor
Dneˇsn´ı modernizovan´e Wankelovy motory, kter´e jsou zˇr´ıdka pouˇz´ıv´any, se v´ yraznˇe liˇs´ı od jejich p˚ uvodn´ı koncepce. Zlom ve v´ yvoji nastal n´astupem firmy NSU. Jde o to, ˇze motory vyvinuty F. Wankelem mˇely vnitˇrn´ı a vnˇejˇs´ı rotaˇcn´ı p´ıst(DKM- der Drehkolbenmotor). Tato konstrukce vˇsak byla pˇr´ıliˇs sloˇzit´a a mˇela spoustu nev´ yhod jak s nam´ah´an´ım souˇc´ast´ı, tak i s utˇesnˇen´ım jednotliv´ ych komora a soustav. Kdeˇzto p˚ uvodn´ı motory upraven´e v´ yvojov´ ym stˇrediskem firmy NSU ve spolupr´aci s F. Wankelem maj´ı jeden p´ıst, jenˇz kon´a krouˇziv´ y pohyb (KKMder Kreiskolbenmotor). Aˇckoliv spoleˇcnost NSU jiˇz zanikla, vych´az´ı se poˇr´ad z jej´ı a F. Wankelovy koncepce. Maz´an´ı Wankelova-NSU motoru je nutno rozdˇelit do dvou z´akladn´ıch ˇc´ast´ı, a to na maz´an´ı uvnitˇr p´ıstu a maz´an´ı radi´aln´ıch tˇesn´ıc´ıch liˇst. P´ıst je opatˇren vnitˇrn´ım ozuben´ım, kter´e se odvaluje po pastorku pevnˇe spojn´em s blokem motoru. Toto soukol´ı je maz´ano olejem, kter´ y je pˇriv´adˇen dutou hˇr´ıdel´ı. Cirkulace oleje je nezbytnˇe nutn´a nejen z d˚ uvodu maz´an´ı, ale tak´e z d˚ uvodu chlazen´ı. Teplota oleje by nemˇela pˇrekroˇcit 150◦ C. Pouˇz´ıvan´e oleje jsou SAE 10W-40, 10W-30, 20W-30. Tˇesnost ˇcel, kde
Obr´azek 8: Schematick´y n´ akres pˇr´ıdavn´eho chladiˇce oleje. 1)p˚ uvodn´ı filtr, 2)ˇsrouben´ı, 3)lamelov´ a chlad´ıc´ı vloˇzka, 4)ˇsrouben´ı, 5)p˚ uvodn´ı drˇz´ ak olejov´eho filtru; lit.[3] ˇ Cistiˇ ce oleje, resp. olejov´e filtry, slouˇz´ı k zachycov´an´ı neˇcistot z mazac´ıho oleje. Jedn´a se o neˇcistoty, kter´e se do motoru dostaly v pr˚ ubˇehu chodu z ovzduˇs´ı, otˇerov´e ˇc´astice kov˚ u, karbon atd. Poloha filtru mus´ı b´ yt takov´a, aby z nˇej olej v klidov´em stavu nevyt´ekal. Pˇri startu by doˇslo k nemaz´an´ı mo7
m˚ uˇze doj´ıt k pr˚ uniku oleje do spalovac´ıho prostoru, u ´spora paliva, ochrana proti otˇeru a tvorbˇe u ´sad za zajiˇst’uje axi´aln´ı tˇesnˇen´ı p´ıst˚ u. Postupn´ ym v´ yvojem vysok´ ych teplot apod. se zajistila tˇesnost pomoc´ı tzv. axi´aln´ıch liˇst. Na obr´azku 9 je uvedeno nˇekolik druh˚ u pˇr´ıˇcn´ ych pr˚ u- 5.1 Pro definov´ an´ı v´ ykonnostn´ı kaˇrez˚ u axi´aln´ıch liˇst. Maz´an´ı radi´aln´ıch liˇst bylo pro-
tegorie motorov´ ych automobilov´ ych olej˚ u se vyuˇ z´ıv´ a n´ asleduj´ıc´ıch norem
Klasifikace API (American Petroleum Institute, USA), jedn´a se klasifikaci, kter´a je ze vˇsech nejrozˇs´ıˇrenˇejˇs´ı. Oznaˇcen´ı se skl´ad´a ze dvou p´ısmen. Na prvn´ı pozici se nal´ez´a p´ısmeno S (Service), pro oleje z´aˇzehov´ ych motor˚ u, nebo C (Commercial), pro oleje vznˇetov´ ych motor˚ u. P´ısmeno na druh´e pozici oznaˇcuje v´ ykonnost dan´eho oleje. S rostouc´ım v´ ykonem se mˇen´ı p´ısmeno podle abecedy. Pakliˇze je v oznaˇcen´ı prvn´ı pozice S i C, jedn´a so o olej vhodn´ y pro z´aˇzehov´e i vznˇetov´e motory, napˇr. SF/CE. Pˇrehled aktu´aln´ıho znaˇcen´ı: SJ - Oleje urˇcen´e pro z´aˇzehov´e motory vyroben´e v obdob´ı od roku 1996 do roku 2001. SL - Oleje urˇcen´e pro z´aˇzehov´e motory vyroben´e po roce 2001. Hlavn´ım pˇr´ınosem je zlepˇsen´ı ochrany proti vzniku u ´sad a sn´ıˇzen´ı spotˇreby oleje. SM - Oleje urˇcen´e pro vˇsechny z´aˇzehov´e motory. CF - Oleje pro vznˇetov´e, vysoce zatˇeˇzovan´e motory ter´enn´ıch automobil˚ u a pro motory s nepˇr´ım´ ym vstˇrikem paliva. CF-4 - Pro vznˇetov´e motory s nejvyˇsˇs´ım stupnˇem pˇreplˇ nov´an´ı v nejn´aroˇcnˇejˇs´ıch podm´ınk´ach. CG-4 - Oleje pro velmi zatˇeˇzovan´e vznˇetov´e motory, jeˇz mus´ı splˇ novat americk´e normy pro ˇcistotu v´ yfukov´ ych plyn˚ u stanovenou v roce 1994. CH-4 - Oleje pro velmi zatˇeˇzovan´e vznˇetov´e motory, kter´e jsou povinny splˇ novat americk´e normy pro ˇcistotu v´ yfukov´ ych plyn˚ u stanovenou v roce 1998. CI-4 - Oleje vznˇetov´ ych motor˚ u splˇ nuj´ıc´ıch ˇcistotu v´ yfukov´ ych plyn´ y stanovenou od roku 2004.
Obr´azek 9: Pˇr´ıˇcn´e profily axi´ aln´ı tˇesn´ıc´ı liˇsty p´ıstu. a)obd´eln´ıkov´y, b)´ uheln´ıkov´y, c)´ uheln´ıkov´y s odlehˇcen´ım, 1)p´ıst, 2)liˇsta, 3)pruˇzina; lit.[4] v´adˇeno ztr´atov´ ym maz´an´ım jako u dvoudob´ ych motor˚ u. V dneˇsn´ı dobˇe proˇsly p˚ uvodn´ı Wankelovy-NSU motory procesem zmˇen. Automobilka Mazda nyn´ı vyvinula tak´e sportovn´ı automobil s t´ımto motorem na alternativn´ı vod´ıkov´ y pohon. Z´ısk´an´ı informac´ı o konstrukˇcn´ım pˇrechodu je prakticky nemoˇzn´e.
Klasifikace ACEA[10] (Association des Constructeurs Europ´eens d’Automobile, EU) vznikla v roce 1996 ze spoleˇcnosti CCMC (Commit´e des Constructeurs d’Automobiles du March´e Commun), jednalo se o sdruˇzen´ı evropsk´ ych v´ yrobc˚ u automobilov´ ych motor˚ u. V 70. letech vznikla tato spoleˇcnost pro evropsk´e potˇreby. Z ˇc´asti jsou zahrnuty zkouˇsky pro klasifikace API a MIL, a to z d˚ uvodu omezen´ı n´aklad˚ u na jejich laboratorn´ı testy. Syst´em v´ ykonnostn´ıch klasifikac´ı je rozdˇelen do tˇr´ıd, kde kaˇzd´a tˇr´ıda obsahuje nˇekolik kategori´ı. S pˇr´ıchodem roku 2004 veˇsly v platnost emisn´ı pˇredpisy EURO-4. S touto zmˇenou nastalo sdruˇzen´ı tˇr´ıd A a B, pˇribyla tˇr´ıda C a tˇr´ıda E byla obohacena o nov´e kategorie. N´asled-
Obr´azek 10: Dvoup´ıstov´y Wankel˚ uv motor firmy NSU. lit.[4]
5
V´ ykonnostn´ı klasifikace [9]
V´ ykonnostn´ı klasifikace popisuje vlastnosti motorov´eho oleje pˇri r˚ uzn´ ych typech provozn´ıho zat´ıˇzen´ı. Kontrolovan´e vlastnosti jsou napˇr. koroze a oxidace povrchu souˇc´ast´ı, oxidaˇcn´ı stabilita, pˇenˇen´ı oleje, 8
kem toho se nˇekter´e kategorie zruˇsily. Tˇr´ıda A / B oznaˇcuje oleje pro benz´ınov´e motory a naftov´e motory, C defimuje oleje kompatibiln´ı s katalyz´atory a Tˇr´ıda E specifikuje oleje pro velmi zat´ıˇzen´e naftov´e motory. Kaˇzd´a tˇr´ıda m´a skupiny, kter´e jsou definov´any ˇc´ıslicemi. Nav´ıc m˚ uˇze toto oznaˇcen´ı obsahovat dvoucifern´e ˇc´ıslo, kter´e znaˇc´ı rok zaˇclenˇen´ı aktualizace t´eto u ´rovnˇe. Takˇze cel´e oznaˇcen´ı m˚ uˇze vypadat napˇr´ıklad A1 / B1-04 (Toto oznaˇcen´ı je urˇceno pouze pro pr˚ umysl). Dalˇs´ı tˇr´ıdy mohou vznikat, pokud budou charakteristick´e vlastnosti motor˚ u takov´e, ˇze je nebude moˇzno zaˇclenit do souˇcasn´ ych skupin. Pˇrechody z jednotliv´ ych klasifikac´ı jsou zˇrejm´e z obr´azku 13. Oleje s dan´ ym oznaˇren´ım pro jist´ y typ motoru mohou uspokojit i motor, pro nˇehoˇz je stanoven olej jin´e skupiny. Naproti tomu jsou motory, u kter´ ych je nezbytnˇe ntn´e pouˇz´ıt olej spr´avn´e tˇr´ıdy. Pˇrehled aktu´aln´ıho znaˇcen´ı: Tˇr´ıda A/B: A1/B1 - Olej pro benz´ınov´e a naftov´e motory, jeˇz vyuˇz´ıvaj´ı n´ızkovisk´ozn´ı oleje s n´ızk´ ym tˇren´ım (Nen´ı vhodn´ y pro kaˇzd´ y motor.). A3/B3 - Stabiln´ı olej urˇcen´ y pro vysoce v´ ykonn´e benz´ınov´e a naftov´e motory. Je moˇzno ho vyuˇz´ıt u motor˚ u s prodlouˇzen´ ymi intervaly v´ ymˇeny olej˚ u, nebo pro celoroˇcn´ı pouˇz´ıv´an´ı. A3/B4 - Stabiln´ı olej vhodn´ y pro vysoce v´ ykonn´e benz´ınov´e a naftov´e motory s pˇr´ım´ ym vstˇrikem paliva. A5/B5 - Stabiln´ı olej urˇcen´ y pro dlouh´e intervaly v´ ymˇeny oleje ve vysoce v´ ykonn´ ych benz´ınov´ ych a naftov´ ych motorech. Pro motory vyuˇz´ıvaj´ıc´ı n´ızkovisk´ozn´ı oleje (Nen´ı vhodn´ y pro kaˇzd´ y motor.). Tˇr´ıda C: C1, C2, C3 - Stabiln´ı oleje pro pouˇzit´ı s kataliz´atory. Vhodn´e pro vysoce v´ ykonn´e benz´ınov´e a naftov´e motory, kter´e pouˇz´ıvaj´ı n´ızkovisk´ozn´ı oleje. Tˇr´ıda E: E2 - Oleje vhodn´e pro vˇseobecn´e pouˇzit´ı. E4 - Stabiln´ı olej,kter´ y zabezpeˇcuje vysokou ˇcistotu motoru. Je doporuˇcen pro zat´ıˇzen´e motory, jeˇz spln ˇuj´ı emisn´ı pˇredpisy Euro 1, Euro 2, Euro 3 a Euro 4, a tak´e pro prodlouˇzen´e v´ ymˇenn´e lh˚ uty doporuˇcen´e v´ yrobcem. Je pro motory bez filtr˚ u ˇc´astic.(Ekvivalentem je MB-228.5, MAN M3277.) E6 - Stabiln´ı olej, kter´ y zabezpeˇcuje vysokou ˇcistotu motoru. Je doporuˇcen pro zat´ıˇzen´e motory, jeˇz spln ˇuj´ı emisn´ı pˇredpisy Euro 1, Euro 2, Euro 3 a Euro 4, a tak´e pro prodlouˇzen´e v´ ymˇenn´e lh˚ uty doporuˇcen´e v´ yrobcem. (Ekvivalentem je MB-228.51, MAN M 3477) E7 - Stabiln´ı olej, kter´ y zabezpeˇcuje vysokou ˇcistotu
9
motoru. Je doporuˇcen pro zat´ıˇzen´e motory, jeˇz spln ˇuj´ı emisn´ı pˇredpisy Euro 1, Euro 2, Euro 3 a Euro 4, a tak´e pro prodlouˇzen´e v´ ymˇenn´e lh˚ uty doporuˇcen´e v´ yrobcem. Je pro motory bez filtr˚ u ˇc´astic. Firemn´ı normy v´ yrobc˚ u motor˚ u a vozidel (VW, MB, VOLVO, MAN) Mnoho v´ yrobc˚ u automobil˚ ua motor˚ u poˇzaduje od motorov´ ych olej˚ u splnˇen´ı dodateˇcn´ ych poˇzadavk˚ u, kter´e nejsou zahrnuty v klasifikaci API nebo ACEA. Obsahuj´ı napˇr. kompatibilitu s tˇesn´ıc´ımi materi´aly. V kategorii osobn´ıch automobil˚ u jsou nejˇcastˇeji uv´adˇeny normy VW/AUDI, BMW a PORSCHE a v kategorii uˇzitkov´ ych automobil˚ u normy MERCEDES BENZ (MB), MAN a VOLVO. Pˇr´ıklady oznaˇcen´ı v´ ykonnostn´ıch tˇr´ıd: VW 504 00 - Oleje urˇceny z´aˇzehov´ ym motor˚ um. VW 507 00 - Oleje urˇceny vznˇetov´ ym motor˚ um. MB 229.1 - Sud´a ˇc´ısla za teˇckou oznaˇcuj´ı jednostupˇ nov´e oleje a lich´a ˇc´ısla v´ıcestupˇ nov´e oleje. MAN M3275 jin´ e klasifikace (napˇr. ILSAC) oznaˇcen´ı v´ ykonnostn´ıch tˇr´ıd - GF-1, GF-2
5.2
V´ ykonnostn´ı kategorie pro jednostop´ a vozidla a pro lodn´ı motory stanovuj´ı normy
klasifikace API, JASO (jednostop´a vozidla) oznaˇcen´ı v´ ykonnostn´ıch tˇr´ıd - API TA, JASO FA, API TB, JASO FB, API TC, JASO FC. klasifikace NMMA (pro vˇsechny lodn´ı motory) oznaˇcen´ı v´ ykonnostn´ıch tˇr´ıd - NMMA TC-W. Srovn´an´ı v´ ykonnostn´ıch kategori´ı motorov´ ych olej˚ u je uvedeno na obr´azku 14.
6
Viskozitn´ı klasifikace [9]
Viskozita, resp. vazkost, je veliˇcina z´avisl´a na okoln´ıch podm´ınk´ach. Z´avislost oleje na teplotˇe je charakterizov´ana visk´ozn´ım indexem (VI). S rostouc´ı hodnotou VI se pˇri zmˇen´ach teploty vazkost mˇen´ı m´enˇe. Visk´ozn´ı index se pouˇz´ıv´a zejm´ena v odborn´ ych kruz´ıch. V kataloz´ıch se pro urˇcen´ı visk´ozn´ıch vlastnost´ı oleje vyuˇz´ıv´a zejm´ena SAE klasifikace (Society of Automotive Engineers, USA). V t´eto klasifikaci je vyuˇzito 6 zimn´ıch tˇr´ıd oznaˇcen´ ych ˇc´ıslem a p´ısmenem W a 5 letn´ıch tˇr´ıd deˇ ıslo je bezrozmˇern´e a finovan´ ych pouze ˇc´ıslem. C´ ˇ ım nevyjadˇruje vztah k ˇz´adn´e fyzik´aln´ı veliˇcinˇe. C´
pouˇz´ıt m´enˇe visk´oznˇejˇs´ıho oleje.). Pakliˇze dojde ke zmˇenˇe nˇekter´eho z uveden´ ych parametr˚ u, maz´an´ı pˇrest´av´a b´ yt ide´aln´ı.
7
Zhodnocen´ı
Maz´an´ı spalovac´ıch motor˚ u a vˇse s t´ım spojen´e se zd´a b´ yt trivi´aln´ı a naprosto samozˇrejmou vˇec´ı, ale ve skuteˇcnosti tomu tak nen´ı. V ˇcl´anku je vidˇet, jak se typy maz´an´ı u motor˚ u vyv´ıjely a je zcela zˇrejˇ anek popisuje m´e, ˇze v´ yvoj nen´ı zdaleka u konce. Cl´ principy maz´an´ı t´emˇeˇr zapomenut´e i aktu´aln´ı.
Obr´azek 11: Viskozitn´ı klasifikace motorov´ych olej˚ u podle SAE J 300. cP = mP as, cSt = mm2 s−1
Obr´azek 12: Viskozitn´ı klasifikace pˇrevodov´ych olej˚ u podle SAE J 306 A.
je hodnota vyˇsˇs´ı, t´ım je i olej za dan´e teploty visk´oznˇejˇs´ı. Viskozita oleje m˚ uˇze vyhovovat jedn´e nebo v´ıce viskozitn´ım tˇr´ıd´am. Podle toho jsou motorov´e oleje dˇeleny na jednorozsahov´e (napˇr. SAE 5W) a v´ıcerozsahov´e (napˇr. SAE 10W-40). Pro klimatick´e prostˇred´ı stˇredn´ı Evropy se pouˇz´ıvaj´ı oleje s oznaˇcen´ım SAE 5W-40 a SAE 10W-40. Viskozitn´ı tˇr´ıdy SAE motorov´ ych olej˚ u podle vnˇejˇs´ıch teplot (◦ C) jsou uvedeny na obr´azku 15. Viskozitu ovlivˇ nuj´ı tyto faktory: ˇ ım je provozn´ı teplota vyˇsˇs´ı, t´ım je • teplota (C´ tˇreba pouˇz´ıt visk´oznˇejˇs´ıho oleje.), ˇ ım je zat´ıˇzen´ı vyˇsˇs´ı, t´ım je tˇreba • zat´ıˇzen´ı (C´ pouˇz´ıt visk´oznˇejˇs´ıho oleje.) a ˇ ım je vyˇsˇs´ı rychlost, t´ım je tˇreba • rychlost (C´ 10
Obr´azek 13: Pˇrechod na nov´e znaˇcen´ı.
Obr´azek 14: Pˇribliˇzn´e srovn´ an´ı v´ykonnostn´ıch kategori´ı motorov´ych olej˚ u. lit.[9]
11
Obr´azek 15: Viskozitn´ı tˇr´ıdy SAE motorov´ych olej˚ u podle vnˇejˇs´ıch teplot (◦ C). lit.[9]
Reference [1] F. VLK: Vozidlov´e spalovac´ı motory, Prof. Ing. Frantiˇsek Vlk, DrSc., nakladatelstv´ı a vydavatelstv´ı, Brno (2003) ˇ ´ Vlastnosti motorov´ych olej˚ [2] J. CERN Y: u, Auto expert, leden+´ unor 2006, [3] J. RAUSCHER: Vozidlov´e motory; Studijn´ı opory, FSI VUT Brno ˇ ´IK: Motory Wankelovy a jim pˇr´ıbuzn´e, SNTL - Nakladatelstv´ı technick´e literatury, [4] L. KOVAR Vyd´an´ı I, Praha (1970) ´ [5] M. PILARIK, J. PABST: Automobily, Informatorium, spol. s r. o., Praha (1997) [6] M. SIEGL: Automobily, Nakladatelstv´ı dopravy a spoj˚ u, Vyd´an´ı II, Praha (1969) ˇ EPINA, ˇ ´ Maziva v tribologii, Vydavatel’stvo Slovenskej akad´emie vied, [7] V. ST V. VESELY: Bratislava (1985) s. 28-29. ´ N´ [8] Z. LISA: azvoslov´ı z oboru, Auto expert, ˇcervenec/srpen 2004, s. 30-31. [9]
[10] 30/09/2005 ACEA Oil Sequences - Revision 1 [11] ˇ [12] firemn´ı materi´aly - FUCHS OIL CORPORATION (CZ), spol. s r.o., Otice 40, 251 63 STRANCICE
S´ azeno v LATEXu
12
